Армирование углеволокном

Усиление композитными материалами

Продлить срок и повысить безопасность эксплуатации зданий и сооружений позволяет усиление композитными материалами. Так называются многокомпонентные системы, основу которых составляет пластичная матрица, а улучшение прочностных характеристик обеспечивают разнородные наполнители.

В строительной отрасли для усиления железобетонных конструкций наиболее популярны композитные материалы с углеродными добавками и стекловолокном.

Технология внешнего армирования (ТВА)

Инновационная технология внешнего армирования композитами стала популярной, поскольку дала возможность достичь важных целей.

  1. Упростить строительно-ремонтные процессы. Устранить ошибки проектирования и результаты нарушения технологий строительства. Усилить несущую способность перекрытия, ригеля, колоны или других частей здания, нуждающихся в дополнительном армировании.
  2. Облегчить строительную конструкцию при максимальном сохранении полезной площади. Отпадает надобность в металлических обоймах, хомутах, раскосах, балках, колоннах и пр. Применяемые для усиления композиты значительно легче, тоньше и прочнее традиционных материалов.
  3. Увеличить эксплуатационные сроки зданий и сооружений. Углеродные и стеклосодержащие материалы не подвержены разрушающему влиянию влаги (кородированию) и химических сред, прочны на разрыв.
  4. Сэкономить. Внешнее армирование композитными материалами дороже традиционного усиления, но эта технология в разы повышает прочность конструкций. В результате минимизируется необходимость остановки эксплуатации здания в период применения ТВА, финансовые затраты и расход времени на усиление конструкций. Конечная экономия средств составляет до 20 %.

Внешнее армирование является универсальной технологией — его можно применять не только на этапе строительства, но также при реставрации и ремонте зданий или там, где необходимо усилить элементы конструкции. В последнем случае даже не требуется приостанавливать эксплуатацию строения.

Причины для использования ТВА различны: от ликвидации последствий стихийного бедствия, нарушившего целостность несущих конструкций, до желания повысить эксплуатационные нагрузки на объект.

Универсальность внешнего армирования наблюдается и в разнообразии объектов, для которых оно подходит:

  • жилые, производственные и коммерческие здания;
  • уникальные строения (памятники архитектуры);
  • гидротехнические и транспортные сооружения;
  • объекты атомной промышленности.

ТВА-композиты годятся в тех случаях, когда применение других методов недопустимо или затруднено.

Технология внешнего армирования предполагает ряд этапов:

  1. обследование конструкции на предмет целостности, выявление дефектов;
  2. разработка проекта усиления;
  3. подготовка усиливаемой конструкции — разметка зоны монтажа, механическая подготовка, локальный ремонт усиливаемой части, грунтовка эпоксидными материалами;
  4. монтаж высокопрочных элементов (углеродных лент, ткани, сетки, углепластиковых ламелей, мультиаксиальной ткани) посредством эпоксидных двухкомпонентных систем, соответственно проекту;
  5. нанесение защитного слоя от повреждений или огнезащиты (материал выбирают в зависимости от условий, в которых эксплуатируется строение).

Усиление углеволокном

Усиление конструкций углеволокном (углепластиком), возможно при строительстве и ремонте зданий и сооружений разных типов. Технология направлена на повышение несущей способности конструкций без изменения структурной схемы объекта. Композитные материалы подходят для обработки конструкций из железобетона, металла, камня и кирпича, дерева.

Усиление стекловолокном

Для изготовления композитных материалов с матрицей из термоактивных синтетических смол применяется неорганическое стекло. Такой наполнитель имеет несвойственные стеклу характеристики — не бьется, легко гнется, обладает огромной прочностью. Благодаря этому стекловолокно становится отличным армирующим материалом. Результат его применения аналогичны итогу армирования углепластиком. Дополнительный плюс усиления стекловолокном — сравнительно низкая стоимость.

Заявки на проведение работ с угле- и стекловолокном «Интерремстрой-М» принимает по телефону, электронной почте, в офисе, через форму обратной связи на сайте. Усиление железобетонных конструкций композитными материалами выполняется оперативно и технологически грамотно, цены умеренные, качество соответствует нормативам.

Внешнее армирование — технология усиления конструкции здания поверхностным армированием представляет собой совокупность методов, позволяющих закрепить на железобетонной или каменной (кирпичной) поверхности полотна углеродной сетки с последующим нанесением защитных и укрывочных слоев полимерных материалов.

Особенность метода состоит в том, что его применение позволяет выполнить все операции от подготовки до финишного покрытия в рамках одной системы материалов с подобранными для взаимодействия свойствами.

Процесс укрепления конструкции внешним армированием

С точки зрения технологического процесса укрепление конструкции здания или иного сооружения выглядит как процесс подготовки и последующего монтажа нескольких слоев разных материалов.

Силовой основой остается сетка из углеродного полотна, обладающая высокой прочностью и способностью принимать на себя нагрузки, возникающие в конструкции.

Это несущий материал, который должен быть правильно сориентирован и закреплен.

Суть метода состоит в том, что внутренние нагрузки в бетонной детали, в основном приходящиеся на ее центральную часть, переносятся ближе к поверхности, на композитный каркас, образованный сеткой.

Работы армирования выполняются в несколько этапов:

  • после обследования сооружения и разработки проекта усиления производится раскрой сетки — это ответственная операция, так как от точности и правильности ее выполнения зависит способность углеволокна распределить нагрузку и перенести ее из центра детали ближе к поверхности;
  • поверхность готовится к усилению — с помощью специального ремонтного состава, входящего в систему материалов, устраняются сколы и неровности, закрываются трещины;
  • на деталь (узел) наносится первый слой композитного связующего, имеющего в основе эпоксидную смолу;
  • наиболее ответственная операция — на связующее накладываются и выравниваются полотна сетки, при этом необходимо соблюдать направление их размещения, учитывать крой, добиваться максимального прилегания;
  • на образованный сетками каркас усиления здания (конструкции) наносится защитное и укрывочное покрытие с контролем толщины слоя.

После завершения основных работ и формирования прочного поверхностного композитного каркаса возможна дополнительная отделка — окрашивание, гидроизоляция, оштукатуривание.

Преимущества технологии композитного армирования и результаты

С точки зрения технологии и результатов, метод имеет ряд серьезных преимуществ. Помимо использования системы материалов, позволяющей использовать адаптированные к решению задачи компоненты,

возникает ряд полезных эффектов:

  • значительно ускоряется процесс ремонта и восстановления ответственных узлов сооружения;
  • общий вес усиления железобетонных конструкций за счет углеволокна остается незначительным и существенно меньшим в сравнении с результатами применения других технологий ремонта и восстановления ЖБК;
  • перенос и перераспределение нагрузок позволяет значительно продлить межремонтный период деталей и частей сооружения, снизить износ, увеличить надежность;
  • организационные и материальные затраты на применение системы оказываются в оптимальном соотношении с результатом по прочности, долговечности и общим экономическим эффектом.

Подавляющее большинство технологий внешнего армирования перекрытий, пролетов, колонн и других узлов сооружений построено на поэтапном нанесении функциональных слоев композитов, между которыми помещается образующая каркас углепластиковая сетка.

Усиление конструкций углеволокном

Углеволоконные материалы

Если Вам нужно выполнить Усиление конструкций углеволокном — позвоните нам и мы проконсультируем Вас и поможем составить план решения Вашей задачи.

Усиление конструкций углеволокном – относительно новый для России метод – первые реализованные в нашей стране объекты датированы 1998 годом. Заключается этот метод в наклеивании на поверхность конструкции высокопрочного углеволокна, воспринимающего на себя часть усилий, тем самым повышая несущую способность усиленного элемента. В качестве клея применяются специальные конструкционные адгезивы (связующее) на основе эпоксидных смол, либо минерального вяжущего. Благодаря высоким физико-механическим характеристикам углеволокна, повысить несущую способность конструкции можно практически без потери полезного объема помещений и увеличения собственного веса здания – толщина усиливающих элементов обычно составляет от 1 до 5 мм.

Следует понимать, что «углеволокно» — это материал (например, как бетон), а не конечное изделие. Из углеволокна изготавливают целый набор материалов, некоторые из которых применяются в строительстве – углеродные ленты, ламели и сетки.

В подавляющем большинстве случаев усиление углеволокном применяется для железобетонных конструкций – это обусловлено высокими технико-экономическими показателями реализации таких проектов. Однако, данная технология применима и к металлическим, деревянным и каменным зданиям и сооружениям.

Конструктивные решения.

При проектировании усиления конструкций углеволокном необходимо руководствоваться Сводом правил СП 164.1325800.2014 «Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования.»

Усиление плит перекрытий и балок выполняется путем наклейки углеволокна в наиболее напряженных зонах – обычно в центре пролета по нижней грани конструкции. Это повышает их несущую способность по изгибающим моментам. Для решения таких задач подходят все виды углеродных материалов – ленты, ламели и сетки.

Кроме того, для балок часто требуется выполнить усиление приопорных зон на повышение несущей способности при действии поперечных сил (по наклонной трещине). Для этого выполняется наклейка U-образных хомутов из углеродных лент, или сеток.

Углеродные ленты и ламели иногда применяются в совокупности, так как их способ монтажа и адгезивные составы схожи. Применение углеродных сеток, как правило, исключает использование лент и ламелей в связи с производством «мокрых» видов работ.

Усиление колонн происходит путем их оклейки углеродными лентами, или сетками в поперечном направлении. Таким образом достигается эффект «бондажирования» и происходит сдерживание поперечных деформаций бетона по схожему принципу с «бетоном в трубе», или «трехосным сжатием».

Выполнение работ. Подготовка поверхности.

При усилении железобетонных конструкций углеволокном выполнение работ начинается с разметки конструкции – отчерчиваются зоны в которых будут располагаться элементы усиления. Затем эти зоны очищаются от отделочных материалов, загрязнений и цементного молочка до обнажения крупного заполнителя бетона. Для этого применяют, либо угол-шлифовальные машинки с алмазными чашками, либо водо-пескоструйные установки.

Качество подготовленного основания (поверхности на которую приклеивают углеволокно) напрямую влияет на совместность работы конструкции с элементом усиления, поэтому при подготовке основания, в обязательном порядке, контролируют следующие параметры:

  • ровность поверхности;
  • прочность и целостность материала усиливаемой конструкции;
  • температуру поверхности конструкции;
  • отсутствие загрязнений и пыли;
  • влажность;
  • и другие (полный перечень и допустимые значения контролируемых параметров приводятся в технологических картах на выполнение строительных работ).

Приготовление компонентов.

Углеродные материалы поставляются смотанными и упакованными в полиэтилен. Очень важно не испачкать их в пыли, которой после шлифования бетона будет очень много, иначе углеродное волокно невозможно будет пропитать связующим, т.е. получится производственный брак. Поэтому, заготовительную зону следует застелить плотным полиэтиленом и уже по нему отматывать требуемую длину углеродного материала. Обрезка углеродных лент и сеток может осуществляться канцелярским ножом, или ножницами по металлу, а углеродных ламелей – угол-шлифовальной машинкой с отрезным кругом по металлу.

Адгезивы, как правило, применяются двухкомпонентные – т.е. требуется смешивать два материала в определенной пропорции. Необходимо четко следовать инструкции производителя и при дозировании использовать весы, или мерную посуду. Смешивание составов происходит путем постепенного добавления одного компонента в другой при постоянном перемешивании низко оборотистой дрелью. Ошибки дозирования, или неправильное вмешивание одного компонента в другой, могут привести к закипанию адгезива.

В последние годы, большинство производителей поставляют адгезив в комплектах – т.е. в двух ведрах с уже дозированными объемами компонентов. Таким образом можно просто вмешать содержимое одного ведра в другое (ведро специально поставляется большего объема (полупустым)) и получить готовый адгезивный состав.

Полимерцементные адгезивы (для углеродных сеток) поставляются в мешках и затворяются водой согласно инструкции, как любой ремонтный материал.

Следует помнить, что адгезив имеет ограниченный срок жизни – порядка 30-40 минут и он резко сокращается при повышении температуры выше 20°С, поэтому объем приготовляемого адгезива не должен превышать физических возможностей его выработки.

Монтаж углеволоконных материалов.

В зависимости от вида углеволоконного материала технология его монтажа существенно отличается:

Монтаж углеродных лент может осуществляться по «мокрому», или «сухому» методу. В обоих случаях на основание наносится слой адгезива, но при «мокром» методе углеродная лента сначала пропитывается адгезивом, а потом прикатывается валиком к основанию, а при «сухом» — лента прикатывается к основанию, а потом сверху ее пропитывают слоем адгезива. Пропитка углеродной ленты осуществляется путем нанесения на ее поверхность слоя адгезива и вдавливания его малярным валиком, или шпателем, добиваясь того, что бы верхний слой связующего проник вглубь углеволокна, а нижний слой связующего вышел наружу. Углеродные ленты могут укладываться в несколько слоев, но при наклейке на потолочную поверхность, не рекомендуется за одну смену выполнять более 2-х слоев – материал начинает «сползать» под собственным весом.

Следует помнить, что после полимеризации адгезива, его поверхность будет гладкой и качественно нанести на нее отделку будет невозможно. Поэтому, еще по «свежему» элементу усиления необходимо нанести слой крупного песка.

При монтаже углеродных ламелей адгезив наносится и на конструкцию, и на усиливающий элемент. После этого, ламель прикатывается к основанию малярным валиком, или шпателем.

Монтаж углеродной сетки выполняется на увлажненную поверхность бетона. Сначала наносится первый слой полимерцементного состава. Он может наноситься как ручным, так и механизированным способом – торкретом. По «свежему» слою полимерцемента раскатывается углеродная сетка с небольшим вдавливанием в состав. Удобнее всего это делать шпателем. Затем необходимо выдержать технологическую паузу до начала схватывания состава. Срок схватывания зависит от выбранного состава и температуры окружающей среды, но требуемое состояние – полимерцемент с трудом продавливается пальцем. После этого наносится закрывающий слой полимерцемента.

Защитные покрытия.

Необходимо помнить, что адгезивы на основе эпоксидных смол горючи, а кроме того – подвержены охрупчиванию при воздействии ультрафиолетовых лучей. Поэтому, применяя их необходимо предусматривать огнезащиту элементов усиления на класс огнестойкости не ниже заявленного для усиливаемой конструкции.

МЕТОДЫ РЕМОНТА И УСИЛЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ ВНЕШНИМ АРМИРОВАНИЕМ НА ОСНОВЕ УГЛЕВОЛОКНА ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ ИХ РАБОТОСПОСОБНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

DOI: 10.12737/artide_5a816bdad8393L50960733

Римшин В.И., член-корр. РААСН, д-р техн. наук, проф.,

Кузина Е.С., магистрант, Валевич Д.М., магистрант

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

МЕТОДЫ РЕМОНТА И УСИЛЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ ВНЕШНИМ АРМИРОВАНИЕМ НА ОСНОВЕ УГЛЕВОЛОКНА ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ ИХ РАБОТОСПОСОБНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ

Для ремонта и усиления участков несущих конструкций проводят комплекс мероприятий: ремонт бетонных поверхностей конструкций, подготовка поверхности под усиление, усиление железобетонных конструкций углеродными лентами, устройство защитного покрытия, устройство огнезащиты, ремонт трещин, устройство силовой набетонки со стальной арматурой. В статье подробно рассмотрены технические процессы производства работ по усилению железобетонных монолитных перекрытий углеродными лентами, входящими в данный комплекс. Технические решения, рассмотренные в статье, соответствуют требованиям всех нормативных документов и правил, и обеспечивают безопасную и надёжную эксплуатацию объекта при соблюдении предусмотренных мероприятий и правил эксплуатации.

Ключевые слова: усиление, композитные материалы, углеродные ленты, армирование железобетонных конструкций.

Введение. На сегодняшний день обеспечение безопасности и надёжности зданий и сооружений, а также их отдельных конструкций как на стадии возведения, так и на этапе эксплуатации является основополагающим, и этому вопросу многие российский и иностранные исследователи и инженеры уделяют большое внимание. Такой интерес обусловлен возросшей необходимостью обеспечить надежную эксплуатацию уникальных, дорогих, исторически значимых конструкций, демонтаж и замена которых значительно дороже ремонта или невозможна вообще . Повреждения железобетонных конструкций, как правило, связаны с коррозией, перегрузкой отдельных элементов и неправильной эксплуатацией, ошибками проектирования и производства работ. Усиление конструкций зданий и сооружений углеволокном по праву можно считать одним из самых «бережных» способов восстановления и повышения эксплуатационных характеристик строительных конструкций . При таком методе усиления обычно железобетонную конструкцию усиливают элементами внешнего армирования (композитные ленты и холсты) со стороны растяжения волокон, но есть примеры успешного усиления сжатой зоны. Проект разрабатывают на основании технического задания и требований нормативной документации. Работы по усилению перекрытий должны выполняться бригадой рабочих, прошедших соответствующее обучение и инструктаж. Отступления от проекта производства работ допустимы только с согласия

Заказчика, о чем делается запись в журнале работ.

Методология. Для ремонта и усиления участков несущих железобетонных перекрытий требуется проводят комплекс основных мероприятий: ремонт бетонных поверхностей конструкций, подготовка поверхности под усиление, усиление железобетонных конструкций углеродными лентами, устройство защитного покрытия, устройство огнезащиты, ремонт трещин, устройство силовой набетонки со стальной арматурой.

Нижнее армирование плит перекрытия (поверхность потолка) производят с помощью системы внешнего армирования (СВА) из углево-локна <^ЬАгт» российского производства углеродными лентами «ИЬЛгш Таре -530/300». Верхнее армирование плит перекрытия (поверхность пола) производят путём устройства силовой набетонки, армированной стальной арматурой, толщиной 85 мм на отметке -4.350 и толщиной 70 мм на отметке -8.100.

Основная часть. До начала производства работ необходимо ознакомить рабочий персонал с разработанными мероприятиями по обеспечению безопасности работающих, совместно с ответственным лицом Заказчика за организацию безопасных условий труда оформить наряд-допуск для проведения работ на выделенной территории, Заказчик определяет границы производственных территорий, участков работ и рабочих мест, предоставляемых Подрядчику для производства работ, а также согласовывает право размещения строительной площадки на территории

частных парковочных мест с их владельцами, Заказчик обеспечивает доступ к участкам, на которых выполняются работы по ремонту и усилению: демонтирует коммуникации, оборудование, конструкции (перегородки), попадающие в зону производства работ, в объеме, необходимом для проведения работ, Заказчик обеспечивает Подрядчика точкой подключения к сети переменного тока 220 В на удаление от места производства работ не более 25 м. Подрядчик подключает все оборудование через исправные влагозащищен-ные удлинители в розетки в предоставленной точке подключения, Заказчик предоставляет Подрядчику место для обустройства бытового помещения, в котором подготовлены места для переодевания персонала, складирования инструмента, оборудования, а также хранения материалов, на рабочем месте хранить материал только в размере потребности на смену, Заказчик производит подключение Подрядчика к инженерным сетям, подготовить рабочие места и оснастить их индивидуальными средствами безопасности, Заказчик предоставляет Подрядчику места для складирования строительного мусора, произвести осмотр объекта и установить опасные зоны, ИТР (инженерно-техническим работникам) следует изучить проектно-сметную документацию, ознакомиться с условиями работ и данным ППР, ознакомить рабочих с ППР под подпись и проинструктировать их по соответствующим видам работ. Работы по ремонту и усилению участков несущих железобетонных перекрытий выполнять в соответствии с графиком производства работ.

До начала производства работ по ремонту и усилению участков несущих железобетонных перекрытий необходимо подготовить рабочие места: обозначить зону производства работ сигнальной лентой; по периметру зоны вывесить знаки «Проход запрещен», установить инвентарные рамные леса высотой до 3 м в зоне производства работ.

При выполнении работ по усилению перекрытий производят обеспыливание поверхности конструкции с помощью компрессора . Ремонтируемую поверхность обрабатывают грунтовкой глубокого проникновения «Русеан» для повышения адгезии ремонтного состава к поверхности, наносят грунтовку с помощью кисти или щетки. Ремонтный состав укладывают непосредственного на поверхность нанесения грунтовки. Ремонт разрушенных участков бетона производят путём послойного восстановления геометрии конструкции полимерным ремонтным составом с высокой адгезией к «старому» слою бетона -«FibARM Repair FS» (для повреждений глубиной до 20 мм и финишного выравнивания поверхно-

сти). Для приготовления растворной смеси ремонтного состава «FibARM Repair FS» используют чистую воду температурой 20±2 °C. Раствор приготавливается в следующих пропорциях: 0,19 л воды: 1 кг сухой смеси. Сухую смесь засыпают в заранее отмеренное количество воды и перемешивают не менее двух минут до однородной пастообразной консистенции вручную или механическим способом, используя электродрель со специальной насадкой. Время использования раствора составляет не более 30 минут с момента затворения. Растворную смесь наносят на ремонтируемый участок шпателем или мастерком и выполняют послойное восстановление геометрии конструкции: по 10-15 мм. Разравнивание смеси производят вручную, используя терки или полутерки. Дополнительные слои могут быть нанесены после того, как первый слой полностью схватился — примерно через 30 минут. Для обеспечения сцепления между слоями поверхность первого слоя должна остаться шероховатой. Со вторых суток регулярно производят увлажнение восстановленной зоны.

Подготовка поверхности под усиление. Поверхность бетона должна быть чистой, без масляных пятен, высолов, наличия цементного молочка. В соответствии со схемами усиления, на поверхность бетона мелом, или маркером наносят разметку расположения углепластико-вых накладок. Зоны увеличивают на 3-4 см со всех сторон в связи с возможными погрешностями при производстве работ. Углошлифовальной машинкой с насадкой «чашка с алмазной крошкой» выполняют шлифование усиливаемых зон поверхности бетона до обнажения крупного заполнителя. Неровности поверхности не должны превышать 5 мм на базе 2 м, а локальные дефекты не превышать 1 мм на базе 0,3 м. Далее производят обеспыливание поверхности конструкции кистью или с помощью промышленного пылесоса. Для выравнивания поверхности в зонах с небольшими сколами, выбоинами и неровностями менее 5 мм используют эпоксидную шпаклевку «MapeWrap 11/12». Приготовление и расход материала производят в соответствии с инструкцией производителя. Для улучшения адгезии, перед нанесением шпаклевки осуществляют огрунтовку поверхности низковязкой смолой «MapeWrap primer 1». Приготовление и расход материала в соответствии с инструкцией производителя. Перед нанесением шпаклевки оставляют время для того, чтобы грунтовка впиталась в основание — примерно 15 минут. Сверху невысохшей грунтовки шпателем наносят шпаклевку «MapeWrap 11/12», разравнивают при помощи шпателя.

Усиление железобетонных конструкций углеродными лентами. Все работы по усилению конструкций производят только после максимально возможной разгрузки усиливаемых элементов. После усиления приложение нагрузки к усиленным конструкциям допускается не ранее чем через десять суток после завершения работ по усилению. Работы с ремонтными составами и составами по подготовке поверхности проводят в строгом соответствии с инструкциями по их применению . При температурах поверхностей, контактирующих с данными материалами ниже минимальных требуемыхустраивают тепловой контур. При наличии трещин в усиливаемых конструкциях раскрытием более 0.3 мм выполняют работы по заполнению трещин составом «MC-Injekt 1264» или аналогом. Усиление железобетонных конструкций путем внешнего армирования углеродными лентами «FibARM Tape 530/300» выполняют устройством на предварительно подготовленной поверхности конструкции высокопрочного внешнего армирования — углепластиковых накладок . Накладки образуются путем пропитки и наклейки углеродных лент «FibARM Tape 530/300» специальным двухкомпонентным составом «FibARM Resin

530+» на основе эпоксидных смол. После полимеризации смолы, углепластик работает совместно с конструкцией, воспринимая растягивающие усилия. В процессе работ при помощи ножниц раскраивают требуемую длину углеродной ленты. Раскрой осуществляют на чистой ровной поверхности, покрытой защитной пленкой. Производят пропитку ленты эпоксидным составом с двух сторон, затем складывают ленту от краев к центру. Кистью или малярным валиком на поверхность бетона наносят слой грунтовочного состава «MapeWrap primer 1». Затем кистью или малярным валиком на поверхность бетона наносят слой адгезива «FibARM Resin 530+». Предварительно пропитанную углеродную ленту FibARM Tape 530/300″ разматывают от середины к краям по нанесенному адгезивному слою шпателем или прикаточным валиком. Отверждение углепластика происходит в течение 24-х часов при температуре выше +20 °С и 36 часов при температуре от +12 °С до +20 °С . Полная полимеризация углепластика (для возможности восприятия расчетных нагрузок) происходит не менее чем через 7 суток .

Схема наклейки углеродных лент приведена на рисунках 1-5.

® © © Рис. 1. Нижнее армирование плиты перекрытия на отм.-8.100 (наклейка на потолок)

Рис. 2. Схема расположения участка усиляемого перекрытия в габарите очей «8-10/Д-Ж» на отм. -8.100

Рис. 3. Нижнее армирование плиты перекрытия на отм,- 4.350 (наклейка на потолок)

Рис. 4. Разрез 1-1.

Рис. 5. Схема расположения участка усиляемого перекрытия в габарите осей «8-10/Д-Ж» на отм. -4.350

Устройство защитного покрытия. Для

улучшения сцепления защитного покрытия уг-лепластиковые накладки из углеродных лент после монтажа присыпают кварцевым песком . После отверждения углепластика на его по-

верхность наносят кистью или шпателем защитное полимерцементное покрытие из ремонтного состава «FibArm Repair FS». Ежедневно, начиная со вторых суток, регулярно производят увлажнение смонтированного защитного покрытия в течение трех дней.

Выводы. Рассмотренный метод усиления железобетонных конструкций (плит перекрытия) позволяет устранить последствия разрушения бетона и коррозии арматуры в результате длительного воздействия природных факторов и агрессивных сред в процессе эксплуатации . Усиление конструкций углеволокном является одним из самых современных методов. Результатом его использования является повышение прочностных характеристик конструкции, в том числе при чрезвычайных нагрузках, увеличение срока эксплуатации и надежности здания без применения тяжелых армирующих конструкций, металлических и железобетонных бандажей и обойм, что делает его применение одним из наиболее практичных и популярных способов усиления конструкций .

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

3. Бондаренко В.М., Римшин В.И. Диссипа-тивная теория силового сопротивления железобетона. М., 2015. 111 с.

4. Бондаренко В.М., Римшин В.И. Остаточный ресурс силового сопротивления поврежденного железобетона // Вестник Отделения строительных наук Российской академии архитектуры и строительных наук. 2005. № 9. С. 119.

5. Курбатов В.Л., Римшин В.И. Практическое пособие инженера-строителя; Курбатов В.Л., под ред. В. И. Римшина. Москва, 2012.

6. Курбатов В.Л., Римшин В.И., Шумилова Е.Ю. Строительно — техническая экспертиза. Минеральные Воды, 2015. 262 с.

7. Ларионов Е.А., Римшин В.И., Василькова Н.Т. Энергетический метод оценки устойчивости сжатых железобетонных элементов // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2012. № 2. С. 77-81

9. Римшин В.И., Греджев В.А. Правоведение. Основы законодательства в строительстве. Москва, 2015. Сер. Учебник XXI век. Бакалавр

10.Римшин В.И., Греджев В.А. Правовое регулирование городской деятельности и жилищное законодательство. М., 2013. (2-е издание).

20.СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции».

21.СП 164.1325800.2014 «Усиление железобетонных конструкций композитными материалами».

Информация об авторах

Римшин Владимир Иванович, доктор технических наук, профессор. E-mail: v.rimshin@niisf.ru

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет. Россия, 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Кузина Екатерина Сергеевна, магистрант. E-mail: kkuzzina@mail.ru

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет. Россия, 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Валевич Денис Михайлович, магистрант. E-mail: den0894@gmail.com

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет. Россия, 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Поступила в декабре 2017 г. © Римшин В.И., Кузина Е.С., Валевич Д.М., 2018

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Keywords: reinforcement, composite materials, carbon tapes, reinforcement of concrete structures.

Information about the authors Vladimir I. Rimshin, PhD, Professor E-mail: v.rimshin@niisf.ru

Ekaterina S. Kuzina, Master student. E-mail: kkuzzina@mail.ru

Усиление железобетонных колонн углеволокном

Виды усиления колонн

Технология усиления колонн углеволокном не является самостоятельной операцией. Она входит в состав комплекса работ, включающий диагностику и ремонт с помощью инъектирования или других видов ремонтных работ.

Различают усиление конструкций:

  • по горизонтальному сечению лентами или полотнами с однонаправленным или двунаправленным плетением с определенным шагом по всей высоте;
  • по вертикали с опорой на скругление или фаску на углах колонны;
  • обвязка оголовка колонны в направлении перпендикулярном и под 45° относительно направления приложения разрушающей силы;
  • комбинированное усиление.

Выбор типа углеродной ленты или углепластиковой ламели зависит от анализа разрушающих усилий, факторов или степени разрушения. Направление нитей должно противодействовать этим нагрузкам.

Основные этапы производства работ:

  1. Определение разрушающих факторов, составление карты повреждений. Колонну желательно разгрузить и установить дополнительные опоры.
  2. Определение схемы ремонта и усиления колонны. В состав схемы входит весь комплекс мероприятий, который предусмотрен для ремонта колонны (очистка, разделка трещин шириной до 0,3 мм, инъектирование трещин до 5 мм, разделка значительного повреждения с зачисткой ремонтной зоны и арматуры от пыли и ржавчины, грунтование, заделка ремонтным составом).
  3. Выполнение фаски или скругления на углах колонны, выравнивание, очистка колонны по всей поверхности и грунтование. Скругления позволяют избежать напряжений, которые перпендикулярны направлению нитей, т.е. максимальной несущей способности углеволокна.
  4. Нанесение эпоксидного клея, укладка и прикатка полотна, ленты или ламели. Если колонна разгружена, то на верхнюю плоскость оголовка укладывают слой углепластика. Количество слоев строго не регламентируется и определяется схемой усиления.
  5. После полимеризации эпоксидной смолы проводят отделочные работы (при необходимости).

Список не является исчерпывающим.

Работы проводятся при температуре воздуха и тела колонны не ниже +5° С и влажности поверхности колонны < 4%. Следующий слой можно укладывать через 4 часа. Последовательность укладки вертикальных и горизонтальных усиливающих слоев не регламентируется, т.к. пропитка слоев образует монолитную карбоновую конструкцию. Полная полимеризация и набор прочности происходит через 48 часов, после чего колонну можно нагрузить.

Достоинства способа усиления колонн с помощью углеволокна:

  • Геометрическая форма колонны не изменяется.
  • Усиление не влияет на вес колонны.
  • Не требуется производства сварочных работ по обвязке колонны металлическими элементами усиления.
  • Не требуется остановки производственных или технологических циклов.
  • Минимальные сроки производства работ.
  • Технология усиления, в сочетании с комплексом ремонтных работ, позволяет восстановить несущую способность колонны не менее чем на 90%.

Выполнение работ по ремонту и усилению несущих конструкций проводят только специализированные организации, которые могут провести анализ и расчет строительной конструкции в соответствии с требованиями СНиПов для гражданского и промышленного строительства. Все этапы работ с несущими конструкциями документируются. По окончании работ заказчик подписывает акт сдачи-приемки, который является обязательным для пакета технической документации, разрешающего безаварийную эксплуатацию строительного объекта.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *